激光調Q原理與技術-

調Q原理與技術§1調Q原理一、弛豫振蕩現(xiàn)象普通脈沖激光器輸出波形由一系列不規(guī)則的尖峰脈沖組成1、現(xiàn)象2、解釋泵浦使激光器達到閾值，產(chǎn)生激光反轉粒子數(shù)減少至低于閾值激光熄滅3、特點(2)加大泵浦能量，只是增加尖峰的個數(shù)，不能增加峰值功率(1)峰值功率不高，只在閾值附近4、原因激光器的閾值始終保持不變二、調Q基本概念泵浦時令腔損耗很大(Q很小),突然減小損耗(增大Q),使積蓄的反轉粒子數(shù)在短時間內完成受激輻射,形成光脈沖tnnr

tpmtetrnt

ne

tn0

trtettp:光子數(shù)密度達到m的時刻,相應反轉粒子數(shù)密度為nttr:光子數(shù)密度升到m/2的時刻,相應反轉粒子數(shù)密度為nrte:光子數(shù)密度降到m/2的時刻,相應反轉粒子數(shù)密度為ne一、工作原理1、Q開關開啟2、Q開關關閉激光介質

激光轉鏡半反激光介質轉鏡半反§2轉鏡調Q激光器激光介質

激光半反鏡架棱鏡磁頭磁鋼電源光泵電動機觸發(fā)電路二、裝置一、電光效應沿電光晶體的某一特定方向加直流電場后,在光軸方向上產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，即入射線偏振光將分解為兩個偏振方向正交的本征偏振光(1)縱向電光效應:電場方向與光傳播方向一致(2)橫向電光效應:電場方向與光傳播方向垂直

電光調Q激光器1、定義2、類型

電光調Q裝置示意圖加電場后兩個正交的本征偏振光折射率之差4、相移入射線偏振光通過晶體后兩本征模產(chǎn)生的相位差3、折射率差no:晶體o光主折射率:晶體有效電光系數(shù)E:直流電場強度L：晶體沿通光方向長度：真空中光波長5、半波電壓

使相移等于所須電壓縱向電光效應橫向電光效應H:晶體沿電場方向的長度6、電光晶體的作用

若=45，則入、出射線偏振光方向互相垂直1、加:相當于半波片,使入射線偏振光的偏振方向繞任一本征偏振光的偏振方向轉過2角(為入射線偏振光與該本征偏振光的夾角)2、加:相當于四分之一波片,使入射線偏振光變?yōu)闄E圓偏振光若=45，則出射橢圓偏振光變?yōu)閳A偏振光a)電場沿x軸，光傳播方向沿z軸(橫)兩本征偏振光方向分別沿x、y(2)鈮酸鋰(LN)b)電場沿y軸，光傳播方向沿z軸(橫)兩本征偏振光方向分別沿x、y(1)磷酸氫鉀(KDP)7、常用電光晶體工作模式

電場與光傳播方向都沿z軸(縱)兩本征偏振光方向分別沿x、y二、電光調Q工作原理激光介質

激光全反鏡輸出鏡起偏鏡檢偏鏡電光器件激光介質全反鏡輸出鏡起偏鏡檢偏鏡電光器件+-1、Q開關開啟2、Q開關關閉三、電光調Q激光器裝置1、帶偏振器的KDP電光調Q激光器YAG

激光全反鏡輸出鏡偏振器KDP氙燈2、雙45LN電光調Q激光器YAG

激光全反鏡輸出鏡LN氙燈4545zyx當=/2

時，所需電壓稱作四分之一波電壓，記作V/4；電光晶體上施以電壓V/4

時，從偏振器出射的線偏振光經(jīng)電光晶體后，沿x′和x′方向的偏振分量產(chǎn)生了/2

位相延遲，經(jīng)全反射鏡反射后再次通過電光晶體后又將產(chǎn)生=/2

延遲，合成后雖仍是線偏振光，但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向，因此不能通過偏振器。這種情況下諧振腔的損耗很大，處于低Q值狀態(tài)，激光器不能振蕩，激